Wie kann ich beschleunigte Elektronen direkt in die Luft schießen?

Ich versuche ein Experiment durchzuführen, bei dem ich das Elektron zuerst auf 10 eV beschleunigen und dann direkt in die Luft schießen muss. Ich brauche eine Art Membran, die Elektronen passieren lässt und Vakuum auf der Seite des Beschleunigers und Luft auf der anderen Seite hält.

Antworten (1)

Wenn man Elektronen in die Luft schießt, entsteht ein Funke. Es dauert eine viel höhere Spannung als 10 V, um dies zu tun. Sie bekommen keine spontanen Funken ab 10 V-Batterie.

Der Grund ist, dass Luft ein Isolator ist.

Metalle sind Leiter. Elektronen fließen frei in einem Metall herum. Dies liegt daran, dass einige Elektronen nicht stark an einem einzelnen Atom gebunden bleiben. Stattdessen breiten sie sich im Metall aus. Dies hinterlässt positiv geladene Atome. Diese ziehen die Elektronen an. Die Elektronen bewegen sich also frei, bleiben aber gleichmäßig verteilt und immer noch in der Nähe der Atome. Die Anziehungskraft macht es ihnen schwer, das Metall zu verlassen.

Sie können immer noch einen Strom in einem Draht haben. In einem geschlossenen Stromkreis werden Elektronen in ein Ende eines Drahtes geschoben und aus dem anderen herausgezogen. Die Anzahl der Elektronen im Draht ändert sich nicht. Es ist wie Wasser, das in einem Rohr fließt. Das Rohr ist immer voll, Wasser geht an einem Ende rein und kommt am anderen wieder raus.

Luft hat nicht diese Eigenschaft, Atome frei wandern zu lassen. Atome in der Luft haften fest an einzelnen Atomen.

Bei einer ausreichend hohen Spannung, typischerweise Tausenden von Volt, haben Elektronen jedoch genug Energie, wo sie aus dem Metall in die Luft fliegen. Außerdem treffen sie Luftmoleküle hart genug, um Elektronen abzuwehren. Dadurch entstehen genügend freie, frei fließende Elektronen, dass ein Strom durch die ionisierte Luft fließt. Das ist ein Funke.

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Es ist mir gerade eingefallen. Du sagtest 10 eV. Meinten Sie 10 keV? Das würde die Dinge ändern.

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Sie haben einige falsche Vorstellungen. 10 eV ist ein Elektron mit sehr niedriger Energie. Aber selbst ein hochenergetisches Elektron durchdringt nichts, das stark genug ist, um einem Vakuum standzuhalten.

Zum Beispiel erzeugen Röntgenröhren Röntgenstrahlen, indem sie Elektronen auf hohe Energie beschleunigen. 60 keV könnte typisch sein. Die Elektronen erzeugen Röntgenstrahlen, wenn sie auf ein stationäres Ziel treffen. Eine Röntgenröhre hat oft einen sehr dünnen (~ 1 μ m dick) Berylliumfenster. Dies ist stark genug, um Vakuum zu widerstehen, aber ziemlich transparent für Röntgenstrahlen. 60 keV-Elektronen dringen nicht ein.

Es ist vielleicht besser, wenn die Elektronenbohne nicht in die Luft eindringt. Arbeiten Sie einfach im Vakuum. Siehe die Crookes-Röhre

Was ist, wenn Sie es mit thermionischer Emission versuchen? Wie viel Spannung würdest du brauchen?
Die Ionisierungsenergie von Sauerstoff und Stickstoff beträgt 13 und 15 eV, und um sie in Luft zu ionisieren, sind durchschnittlich 35 eV Energie erforderlich, um Ionen zu erzeugen. Meine Frage war, dass ich zuerst Elektronen im Vakuum beschleunigen und dann in die Luft schießen muss, also muss ich etwas über jede Art von Membran wissen, die Elektronen durch sich selbst passieren lässt, aber keinen Luftaustausch zulässt.
„Ich muss über jede Art von Membran Bescheid wissen, die Elektronen durch sich selbst passieren lässt, aber keinen Luftaustausch zulässt.“ Es gibt keine. Jede Membran hat ein Gitter von Atomen, das aus einer enormen Anzahl besteht (Avogadro-Nummer en.wikipedia . org/wiki/Avogadro_constant) Millionen von Atomen und Molekülen, die mit Feldern verbunden sind, die stark genug sind, um jedes ev-Energieelektron abzulenken / zu reflektieren.
Ähnlich wie eine auf einen Holzblock abgefeuerte Kugel kommt mit weniger Energie heraus, ich möchte hochenergetische Elektronen auf ein Material schießen und brauche ein Elektron von 10 eV, das aus diesem Elektron kommt, also muss ich berechnen:
müssen berechnen, was das Eindringen von Elektronen und der Verlust an kinetischer Energie von Elektronen im Inneren des Materials sein sollte. Bitte helfen Sie mir
Wenn Sie Elektronen beliebiger Energie durch Materie schießen, erhalten Sie keine einzige Energie von 10 eV. Vielleicht sagen Sie uns, warum Sie 10 eV in Luft wollen?
Zur selektiven Ionisation von Luftbestandteilen.
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